Nowości ze świata nauki (6)

(1)

Nowości ze świata nauki | Małgorzata Musialik i Marcin Chrzanowski | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 2/2014

90 SZK

OŁA

NA

UK

A

SZK

OŁA

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | ebis@ibe.edu.pl | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014

Nowości ze świata nauki

Depesze przygo

towali

Małgor

zata Mus

ialik

i Marcin

Chrzan

owski

Francuska ekspedycja na „Kontynent Śmieci”

Francuscy naukowcy pod kierunkiem Patricka Dei-xonne popłynęli na północny Atlantyk, żeby zba-dać gigantyczną „plamę” plastikowych odpadów unoszących się na powierzchni oceanu nazywaną „siódmym kontynentem”.

W dniach 5–25 maja 2014 r. grupa badaczy wyruszy-ła z portu w Tuluzie na katamaranie Élan, aby zbadać duże, dryfujące skupisko śmieci i plastikowych odpa-dów znajdujące się na Północnym Atlantyku – tzw. Północnoatlantycką Plamę Śmieci (ang. North Atlantic

Garbage Patch). Wyprawę zorganizował francuski

in-stytut oceanologiczny IFREMER przy pomocy Cen-tre National d’Etudes Spatiales (CNES) oraz CenCen-tre National de la Recherche Scientifique (CNRS). Celem wyprawy jest zbadanie prądów oceanicznych (Prądu Północnoatlantyckiego oraz lokalnych wirów), odpo-wiedzialnych za akumulację milionów plastikowych obiektów unoszących się na i pod powierzchnią oceanu, ustalenie współrzędnych geograficznych obszarów po-krytych śmieciami, a także podniesienie świadomości społecznej na temat istnienia „siódmego kontynentu” w tym rejonie świata.

Do pomiarów parametrów wody (m.in. temperatury, zasolenia, nasycenia związkami chemicznymi) zabrano boję zbudowaną w l’École d’Ingenieur ICAM (L’Institut Catholique d’Arts et Métiers Paris). To już trzecia wy-prawa na „kontynenty śmieci” dowodzona przez Patri-cka Deixonne – w roku 2012 i 2013 jego grupa udała

się na północną część Oceanu Spokojnego, aby zbadać Wielką Pacyficzną Plamę Śmieci (ang. Great Pacific

Garbage Patch lub Pacific Ocean Trash Vortex)

rozciąga-jącą się między Kalifornią i Hawajami.

Dane zebrane podczas wyprawy zostaną przekazane do laboratorium Mercator Océan w Ramonville Saint Agne koło Tuluzy. Specjaliści z Mercator Océan, pod

kierunkiem szefa projektu Fabrice Messala, zajmują się tam tworzeniem numerycznych modeli oceanu na podstawie danych satelitarnych obejmujących ruchy prądów morskich, zasolenie i temperaturę wód ocea-nicznych. Do stworzonego przez nich modelu Oceanu Atlantyckiego zostaną teraz wprowadzone dane o ilości śmieci dryfujących po jego powierzchni. Dzięki temu

z Pracowni Przedmio tów Przyrodniczych IBE

Ryc. 1. Symulacja przedstawiająca obszary na powierzchni Północnego Atlantyku pokryte odpadami z tworzyw sztucznych

(2)

91 SZK

OŁA

NA

UK

A

SZK

OŁA

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | ebis@ibe.edu.pl | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 możliwe będzie prześledzenie trasy, jaką poruszają się

odpady i określenie, w których miejscach gromadzi się ich najwięcej.

Badania Wielkiej Pacyficznej Plamy Śmieci wykazały, że jest ona dziesięciokrotnie większa od terytorium Pol-ski i waży około 3,5 miliona ton. Ponad 90% masy śmie-ci stanowią odpady z tworzyw sztucznych. Szacuje się, że 378,000 ton tych odpadów pochodzi z opakowań po napojach. Większość plastiku wchodzącego w skład Pa-cyficznej Plamy Śmieci to tworzywa biodegradowalne, które rozpadają się na plastikowe drobinki, tworząc gę-stą zawiesinę na powierzchni oceanu. Zawiesina ta sta-nowi śmiertelne zagrożenie dla ptaków, ryb i wszelkich organizmów morskich – blokuje im przewody pokar-mowe powodując śmierć. Rocznie ginie w ten sposób około miliona ptaków oraz 100 tys. morskich ssaków. Pomiary plamy śmieci prowadzone na Północnym At-lantyku przez zespół dr Karen Lavender Law z prywat-nej organizacji edukacyjz prywat-nej Sea Education Association (SEA) wykazały, że zawiesina plastiku i innych odpa-dów jest dość podobna w składzie do plamy pacyficznej i rozciąga się na obszarze około 1600 km2_{. Przestrzeń}

ta powiększa się jeszcze bardziej, gdy występuje zjawi-sko El Niño (dane z National Oceanic and Atmosphe-ric Administration, NOAA). Badania ekipy Deixonne powinny dostarczyć cennych informacji na temat rze-czywistych rozmiarów tego obszaru i zagęszczenia pla-stikowych zanieczyszczeń w przeliczeniu na kilometr kwadratowy.

„80% odpadów znajdowanych w oceanie pochodzi z lądu, ważne jest, aby uświadamiać młodym ludziom istnienie takiego problemu” – mówi Patrick Deixonne. Badacz ma nadzieję, że do roku 2017 uda mu się opra-cować mapę obszarów zajmowanych przez „kontynenty

śmieci” na wszystkich oceanach świata. Ryc. 2. Śmieci dryfujące po Oceanie Atlantyckim

Źródło: http://i.telegraph.co.uk/multimedia/archive/01700/rubbish_1700110c.jpg

Wart uwagi jest projekt edukacyjny CNES pod nazwą

Argonautica, który uczy młodych ludzi kwestii

związa-nych z ochroną środowiska wykorzystując w tym celu analizę danych satelitarnych dla oceanów. Nauczyciele, uczniowie i specjaliści spotykają się na stronie www. cnes.fr i wspólnie śledzą trasy dryfujących boi lub zwie-rząt wodnych wyposażonych w nadajniki.

Małgorzata Musialik, PPP IBE

Literatura http://www.septiemecontinent.fr/expedition-atlantique-nord--mai-2014/ http://www.metronews.fr/toulouse/des-toulousains-a-la-decouver-te-du-7eme-continent/mndh!ARjlsSNx2HmJM/ http://www.septiemecontinent.com/#!page3/cee5 http://www.mercator-ocean.fr/eng/actualites-agenda/News/actuali-te-Discovering-the-seventh-continent-new-attempt http://www.rp.pl/artykul/62966,1102483-Plastikowe-odpady-na--Atlantyku.html http://www.container-recycling.org/assets/pdfs/reports/2008-score-card.pdf http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/8534052.stm

(3)

92 SZK

OŁA

NA

UK

A

SZK

OŁA

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | ebis@ibe.edu.pl | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014

Wieża z nicieni

2 marca bieżącego roku w czasopiśmie Nature

Chemical Biology ukazał się artykuł dotyczący

mikroarchtektów świata zwierzęcego – larw

Pri-stionchus pacificus budujących kolektywnie wieże

przekraczające swoją długością nawet 20–30 razy długość ciała pojedynczego osobnika [1]. Naukow-com udało się wyizolować substancję odpowie-dzialną za sklejanie się pojedynczych osobników w procesie tworzenia struktury.

Nicienie Pristionchus pacificus, zanim osiągną dojrza-łość płciową, przechodzą przez cztery stadia larwalne. W przypadku gdy warunki środowiska są niesprzyja-jące, na przykład gdy panuje zbyt wysoka temperatura lub brakuje pożywienia, wolno żyjące nicienie wchodzą w drugi etap rozwoju larwalnego stając się larwą typu

dauer o charakterze przetrwalnym. W tym stanie

ni-cień może pozostawać całymi miesiącami nie odżywia-jąc się. W przetrwaniu trudnych warunków pomaga im wydzielina komórkowa pokrywająca powierzchnię cia-ła zwierzęcia i blokująca wymianę substancji chemicz-nych ze środowiskiem zewnętrznym, przede wszystkim chroniąc nicienia przed odwodnieniem.

P. pacificus jest nekrofagiem – żeruje na martwych

owadach. Odnajduje żywego owada , przytwierdza się do niego, czeka na jego naturalną śmierć, a następnie żeruje, co warunkuje jego przejście do stadium imago. W przypadku larwy P. pacificus mierzącej zaledwie 5μm długości dostanie się do organizmu żywego owada nie jest łatwe. W procesie ewolucji nicienie wykształciły ciekawy mechanizm polegający na budowaniu struktur przypominających kołyszące się wieże (ryc. 1, ryc. 2 i ryc. 3). Kołysanie się ma na celu zainteresowanie owa-da i zbliżenie się go do wieży.

Ryc. 1. „Zgięta” wieża złożona z około 500 osobników

Zielony pasek u dołu rysunku oznacza

długość 250 μm [1].

Ryc. 2. Wieża złożona z kilkudziesięciu osobników Czarną strzałką oznaczono owocnik grzyba, na którym stoi wieża, czer-woną – pojedynczą larwę Dauera [1].

Ryc. 3. Wieża po 10 minutach przebywania w wodzie z dodatkiem detergentu [1]

Wieże budowane przez P. Pacificus odznaczają się dużą stabilnością – na żelu agarozowym pozostawały nie-naruszone nawet 72 godziny i nie rozpadały się, gdy poddawano je mechanicznemu działaniu platynowego pręcika. Aby wydzielić z wieży pojedyncze larwy, ko-nieczne było zastosowanie detergentu lub rozpuszczal-nika, np. heksanu (ryc. 3). Okazało się też, że duża sta-bilność takiej wieży jest charakterystyczna dla całego rodzaju, do którego należy P. pacificus. Inne rodzaje nicieni, przykladowo larwy Caenorhabditis elegans, również sporadycznie tworzą podobne wieże, ale są one niestabilne i łatwo rozpadają się pod wpływem bodź-ców mechanicznych.

Ryc. 4. Przed uformowaniem wieży larwy dauera pokrywają się warstwą nematoilu [5]

Ryc. 5. wzór uproszczony cząsteczki nematoilu [1]

(4)

93 SZK

OŁA

NA

UK

A

SZK

OŁA

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | ebis@ibe.edu.pl | © for the article by the Authors 2014 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2014 Autorom publikacji udało się wyizolować i zbadać

sub-stancję odpowiedzialną za formowanie wież przez lar-wy P. pacificus (ryc. 4). Wosk ten, lar-wyizolowany w mili-gramowych ilościach nazwano nematoilem (ryc. 5). Nematoil należy do grupy wosków i ma jedną z najdłuż-szych cząsteczek w tej grupie związków chemicznych, występujących w świecie ożywionym. Autorzy publika-cji piszą, że dłuższą cząsteczkę ma tylko jeden ze skład-ników wosku Carnauba, którego łańcuchy alifatyczne zawierają 60 atomów węgla. Warto zwrócić uwagę na dużą liczbę wiązań podwójnych w strukturze nema-toilu. Dzięki 12 wiązaniom C=C substancja pozostaje płynna w temperaturze pokojowej i nie utrudnia ruchu larwom, stąd kołysanie się wieży, przywabiające owady. Na stronie [2] można obejrzeć film przedstawiający ko-łyszącą się wieżę złożoną z larw typu dauer P. pacificus. Podobne zachowania wykształcone przez inne gatunki nicieni oraz opisy innych ciekawych przykładów me-chanizmów ewolucyjnych można znaleźć w [2] i [3].

Literatura

[1] Sider Penkov, Akira Ogawa, Ulrike Schmidt, Dhananjay Tate, Vyacheslav Zagoriy, Sebastian Boland, Margit Gruner, Dan-iela Vorkel, Jean-Marc Verbavatz, Ralf J Sommer, Hans-Joachim Knölker, Teymuras V. Kurzchalia, A wax ester promotes

collec-tive host finding in the nematode Pristionchus pacificus, Nature

Chemical Biology, Published online 02 March 2014, doi:10.1038/ nchembio.1460

[2] http://www.nature.com/nchembio/journal/vaop/ncurrent/fig_ tab/nchembio.1460_SV1.html

[3] Paulina Kramarz, Nicienie entomopatogeniczne stosowane do

ochrony upraw, Przyroda Bez Tajemnic, BIOSKOP 04/04, http://

www.eko.uj.edu.pl/kramarz/files/Bioskop.pdf

[4] http://www.wormatlas.org/dauer/behavior/mainframe.htm [5]